Activité pratique

Présentation & objectifs

Le but de cette activité est de vous aider à découvrir comment fonctionne votre ordinateur, et quels sont les principaux éléments physiques qui le composent.

De plus, vous apprendrez à manipuler le terminal pour naviguer dans votre système de fichiers et exécuter des commandes, à explorer et organiser votre hiérarchie de fichiers, à en gérer les droits d’accès, et à manipuler des archives.

Contenu de l’activité

Vous connaissez peut-être déjà l’intérieur de votre propre ordinateur, néanmoins vous ne savez peut-être pas comment obtenir ces informations depuis une Interface en ligne de commande (CLI). Dans cette activité, nous allons essayer de cartographier tous les composants de votre système en utilisant uniquement le terminal. Nous vérifierons ensuite toutes les informations en utilisant l’interface graphique.

Si vous le souhaitez, vous pouvez éditer un fichier texte sur votre ordinateur pour noter la sortie des lignes de commande ou utiliser un bon vieux stylo et papier.

1 — Quel est votre système d’exploitation ?

La première chose à savoir pour continuer cette activité est quel est votre système d’exploitation. Pour cette première question, nous n’entrerons pas dans les détails, nous avons seulement besoin de connaître la famille de l’OS : Linux, Windows ou MacOS.

2 — Utilisation de la ligne de commande

La deuxième étape consiste à lancer l’application Terminal de votre système d’exploitation. Cette application peut différer d’un OS à un autre (d’où la première question facile) :

3 — Découvrez votre propre ordinateur

Maintenant que vous avez ouvert l’application Terminal de votre OS spécifique, nous allons apprendre un peu sur votre ordinateur.

3.1 — Composants matériels

Dans cet exercice, nous allons essayer d’obtenir la liste des composants matériels les plus importants de votre ordinateur. En particulier, nous allons apprendre sur les composants de l’architecture von Neumann que nous avons introduite pendant le cours.

3.1.1 — CPU

Tout d’abord, déterminons votre CPU :

wmic cpu get name

Get-CimInstance -ClassName Win32_Processor

lscpu

system_profiler SPHardwareDataType

Répondez aux questions suivantes :

• Quel est le fabricant de votre CPU ?

• Quelle est la fréquence de votre CPU ?

• Optionnel – Avez-vous obtenu le nombre de cœurs disponibles (vous devrez peut-être chercher un paramètre supplémentaire) ?

3.1.2 — Mémoire

Jetons un œil à la RAM :

wmic memorychip get devicelocator, manufacturer, partnumber, serialnumber, capacity, speed, memorytype, formfactor

Get-CimInstance -ClassName Win32_PhysicalMemory

# You can also only select the information you want to display using an anonymous pipe `|`
Get-CimInstance -ClassName Win32_PhysicalMemory | Select-Object devicelocator, manufacturer, partnumber, serialnumber, capacity, speed, memorytype, formfactor

lshw -short -C memory

# Note that if you use the `lshw` command without parameters you will also get the CPU info that we retrieved before

system_profiler SPMemoryDataType

Répondez aux questions suivantes :

• Quelle quantité de mémoire physique avez-vous sur votre ordinateur ?

• Quelle est la fréquence de la ou des puces ?

3.1.3 — Stockage

Vérifions vos périphériques de stockage :

wmic diskdrive get model,serialNumber,size,mediaType

Get-CimInstance -ClassName Win32_DiskDrive

# You can also only select the information you want to display to get the same ones as the `cmd.exe` output using an anonymous pipe `|`
Get-CimInstance -ClassName Win32_DiskDrive | Select-Object model,serialNumber,size,mediaType

lsblk
hdparm -I /dev/sda

# `/dev/sd[a-z]` stands for the hard drive
# During installation, Linux takes the first hard disk found and assigns it the value `sda`
# It does the naming in alphabetical order depending on the number of disks found

system_profiler SPStorageDataType

Répondez aux questions suivantes :

• Combien de disques de stockage sont installés sur votre ordinateur ?

• Quelle est la taille totale de vos disques ?

• Avez-vous des disques durs (HDD) ou des disques à état solide (SSD) ?

• Optionnel – Combien de partitions sont présentes, et qu’est-ce qu’une partition ?

3.1.4 — Périphériques

Quels sont les périphériques branchés à votre ordinateur ? Vérifions :

wmic Path Win32_PNPEntity get Description,DeviceId

Get-PnpDevice -PresentOnly | Where-Object { $_.InstanceId -match '^USB' }

# To get all USB devices
lsusb

# To get all PCI devices (for example your graphic card)
# You may need to update the PCI ID database using a command such as `sudo update-pciids` first in order to display full information
lspci

system_profiler SPUSBDataType

# You can also install the Linux `lsusb` command to help you (you need Homebrew installed)
brew install usbutils
lsusb

Répondez aux questions suivantes :

• Quels sont les périphériques USB actuellement connectés à votre ordinateur, s’il y en a ?

• Pouvez-vous obtenir les informations sur votre carte graphique ?

3.2 — Système d’exploitation

Dans cet exercice, nous allons apprendre les caractéristiques de votre Système d’exploitation que nous avons introduit pendant le cours.

3.2.1 — Version de l’OS

Commençons par obtenir sa version :

ver

Get-ComputerInfo OsName,OsVersion,OsBuildNumber,OsHardwareAbstractionLayer,WindowsVersion

uname -a

uname -a

Répondez aux questions suivantes :

• Quelle est la version spécifique de votre système d’exploitation ?

• Avez-vous réussi à obtenir la version du noyau ?

3.2.2 — Processus et démons

Quels sont les programmes/processus en cours d’exécution sur l’ordinateur :

tasklist

Get-Process

ps

ps

Répondez aux questions suivantes :

• Reconnaissez-vous des programmes que vous avez lancés ?
• Tous les processus sont-ils listés ?
• Optionnel – Y a-t-il un moyen de rendre la sortie plus lisible (regardez l’aide de la commande more) ?

3.2.3 — Utilisateurs

Vérifions votre nom d’utilisateur sur l’ordinateur :

whoami

whoami

whoami

whoami

3.2.4 — Ressources disponibles

Quelles ressources sont disponibles sur votre ordinateur ? Vérifions d’abord la mémoire (RAM) disponible :

wmic os get TotalVisibleMemorySize,FreePhysicalMemory

Get-CimInstance -Class Win32_OperatingSystem | Select-Object FreePhysicalMemory

free

vm_stat

Puis, vérifions l’espace disque disponible :

chkdsk

Get-CimInstance -Class Win32_LogicalDisk |
  Select-Object -Property DeviceID, Name, @{
    label='FreeSpace'
    expression={($_.FreeSpace/1GB).ToString('F2')}
  }

df

df

3.3 — Remarques sur le terminal

La ligne de commande vous permet de faire beaucoup plus de tâches que nous ne couvrirons pas ici. Cependant, vous avez peut-être remarqué que certaines commandes terminal sont plus simples que d’autres selon le système d’exploitation, en particulier celles de Linux. Cela peut s’expliquer par le besoin d’interagir plus souvent avec ces OS via une ligne de commande (pour administrer un serveur par exemple). C’est pourquoi, même si vous n’utilisez pas actuellement une machine Linux, nous vous encourageons vivement à apprendre et pratiquer les commandes Linux pour le cursus informatique de l’IMT Atlantique.

4 — Utilisation de l’interface graphique pour validation

Maintenant que nous avons obtenu une grande partie des informations matérielles et du système d’exploitation en utilisant la CLI, nous allons vérifier toutes ces informations en utilisant l’interface graphique.

4.1 — Les composants matériels

La plupart des OS modernes ont un point d’entrée unique pour obtenir tous les composants matériels de votre PC, y compris son CPU, ses disques, ses périphériques, etc.

sudo apt install hardinfo

sudo apt update
sudo apt install hardinfo

Répondez aux questions suivantes :

• Vérifiez que toutes les informations précédentes que vous avez recueillies sur votre ordinateur sont les mêmes que celles présentées dans l’interface graphique.

• Optionnel – N’hésitez pas à explorer et découvrir d’autres informations sur votre matériel : vos adaptateurs réseau, carte graphique, etc.

4.2 — Les composants logiciels

Vérifions maintenant les détails de l’OS en utilisant une interface graphique :

Vous pouvez aussi vérifier les processus en cours :

Répondez aux questions suivantes :

• Les processus en cours sont-ils les mêmes que ceux que vous avez trouvés avec la CLI ?

• Lancez une application simple (comme un éditeur de texte), la voyez-vous dans la liste des processus ?

• Optionnel – Vous pouvez arrêter un processus depuis cette interface (Attention à sélectionner le bon processus et pas un autre, on utilise généralement cette possibilité lorsqu’un programme ne répond plus).

Maintenant, trouvons les ressources disponibles :

5 — Explorez votre système de fichiers

Vous avez découvert dans le cours le système de fichiers ce qu’est un système de fichiers, comment il organise vos données, et les différences entre Windows, Linux et MacOS. Mettons maintenant ces notions en pratique sur votre propre ordinateur.

5.1 — Identifiez votre système de fichiers

D’après le cours, quel devrait être le nom du système de fichiers utilisé sur votre propre ordinateur ? (FAT32, NTFS, ext4, APFS, …)

5.2 — Explorez votre disque avec l’explorateur de fichiers

Ouvrez l’application “Explorateur de fichiers” (Windows), “Fichiers”/Nautilus (Linux) ou “Finder” (MacOS) de votre système. Gardez à l’esprit que ce n’est qu’une application parmi d’autres permettant de naviguer dans la hiérarchie de fichiers gérée par votre système d’exploitation.

• Vérifiez d’abord votre position actuelle dans cette hiérarchie, et repérez comment afficher cette information.
• Puis essayez de naviguer vers le haut, vers le bas, latéralement. Pensez à un arbre, avec des branches, des racines et des feuilles.
• Essayez de revenir à votre tout premier emplacement.
• Vous pouvez aussi jeter un œil aux options de configuration de cette application (par exemple, afficher les fichiers cachés), cela peut vous donner des idées. Soyez curieux.

Au cours de votre exploration, essayez d’identifier les différentes catégories de fichiers rencontrées : ressources système, applications, bibliothèques, données utilisateur.

5.3 — Repérez les répertoires clés de votre hiérarchie

5.4 — Naviguez dans la hiérarchie en ligne de commande

Reprenez le terminal que vous avez ouvert au début de cette activité, et utilisez les commandes de navigation vues dans le cours sur le terminal (cd, ls/dir, pwd, …) pour rejoindre les répertoires clés identifiés ci-dessus.

Testez ensuite votre compréhension des chemins absolus et relatifs : pour chacun des chemins suivants, devinez s’il s’agit d’un chemin absolu ou relatif, puis vérifiez votre réponse en l’utilisant avec la commande cd.

5.5 — Droits d’accès aux fichiers

Le cours vous a présenté le modèle de droits d’accès de chaque OS. Mettons-le en pratique.

$ echo "Hello world" > dummy.txt
$ ls -l ./dummy.txt
-rw-rw-r--   1   alice   etudiants   12   16 sept. 09:22   ./dummy.txt

$ chmod go-r ./dummy.txt
$ chmod a+x ./dummy.txt

$ cd
$ ls -la

6 — Où sont stockés vos fichiers téléchargés et vos projets ?

Les applications que vous utilisez lisent et produisent des fichiers, mais savez-vous toujours où ils sont réellement stockés dans votre hiérarchie de fichiers ?

6.1 — Vos fichiers téléchargés

Téléchargez n’importe quel fichier depuis votre navigateur web (par exemple, 7-zip), sans l’ouvrir directement.

• Depuis votre explorateur de fichiers, retrouvez l’emplacement réel (dans la hiérarchie, pas seulement le raccourci “Téléchargements”) où ce fichier a été enregistré.
• Retrouvez ce même fichier en utilisant votre terminal.

6.2 — Vos fichiers de code

Vous avez peut-être déjà ouvert un IDE (par exemple Visual Studio Code, voir la session 2). Retrouvez, à la fois avec votre explorateur de fichiers et avec votre terminal, l’emplacement réel où sont stockés vos fichiers de code.

7 — Organisez votre espace de travail

Vous ne rangez probablement pas vos pantalons, chaussettes et manteaux dans le même tiroir : organisez de même vos fichiers numériques.

Plutôt que de tout stocker à plat dans “Documents” avec des noms peu explicites comme “exercice” ou “projet” (de quoi ?), créez des sous-répertoires correspondant à vos disciplines, sessions ou activités.

Créez dès maintenant des sous-répertoires pour organiser les fichiers déjà produits lors des sessions précédentes, avec des noms qui ont du sens pour vous, et déplacez-y ces fichiers. Vous pourrez toujours réorganiser plus tard si vous changez de stratégie : soyez simplement cohérent.

8 — Gérez des archives

Une archive est un fichier unique regroupant plusieurs fichiers, utile pour distribuer un projet ou faire une sauvegarde. Le monde Unix privilégie traditionnellement le format tar (souvent combiné à une compression : .tar.gz, .tar.bz2, …), tandis que le monde Windows privilégie .zip ou .7z.

8.1 — Extraire une archive

C’est typiquement l’opération que vous effectuez pour récupérer les fichiers fournis par les enseignants pour une séance de travaux pratiques.

Téléchargez archive_tuto.zip ou archive_tuto.tar.bz2, sans les ouvrir directement : enregistrez-les d’abord dans votre espace de travail.

Avant d’extraire, listez le contenu de l’archive avec votre gestionnaire d’archives (ou en ligne de commande) pour vérifier son organisation : le contenu est-il placé à la racine de l’archive, ou dans un sous-répertoire dédié ? Cela déterminera si vous devez préparer vous-même un sous-répertoire d’extraction.

# Lister le contenu
tar tvf archive_tuto.tar.bz2
unzip -l archive_tuto.zip

# Extraire
tar xvf archive_tuto.tar.bz2
unzip archive_tuto.zip

8.2 — Créer une archive

C’est typiquement l’opération que vous effectuerez pour rendre votre travail à vos enseignants.

Créez un sous-répertoire (par exemple my_homework) contenant quelques fichiers factices, revenez dans le répertoire parent, puis créez une archive de ce répertoire :

tar cvfj my_homework.tar.bz2 my_homework/
zip -r my_homework.zip my_homework/

Vérifiez le contenu de l’archive créée (via la liste) pour être sûr de n’avoir oublié aucun fichier.

9 — Gardez toujours votre système et vos applications à jour

Comme nous l’avons vu, votre ordinateur exécute de nombreux processus différents, que ce soit des applications que vous utilisez ou des services qui effectuent diverses tâches en arrière-plan. Il existe un type spécifique d’applications que nous n’avons pas encore abordé, à savoir les logiciels malveillants.

Les logiciels malveillants, ou malware, sont conçus pour nuire, exploiter ou compromettre autrement un système informatique ou un réseau. Les objectifs principaux des malwares incluent le vol d’informations sensibles (ex. mots de passe, données financières), la perturbation des opérations (ex. provoquer des plantages système, supprimer des fichiers), l’accès non autorisé aux systèmes, et l’utilisation d’appareils compromis pour des activités illégales (ex. envoyer du spam, lancer des attaques sur d’autres systèmes).

Ils peuvent provenir de diverses sources : applications téléchargées depuis des sources non fiables (pensez aux jeux piratés), un lien frauduleux, ou une macro dans un document Word reçu par mail par exemple. Voici une liste de bonnes pratiques de sécurité que vous devriez suivre afin de garder votre ordinateur relativement sûr (malheureusement, il ne peut jamais être sécurisé à 100%).

Pour aller plus loin

10 — Utiliser Linux avec Windows

Comme mentionné ci-dessus, vous aurez probablement besoin d’utiliser Linux à un moment donné durant votre cursus à l’IMT Atlantique, il peut donc être utile d’apprendre les commandes de base dès que possible. Pendant longtemps, cela signifiait devoir installer complètement une distribution Linux sur votre ordinateur en remplaçant Windows ou en l’installant en dual boot. Vous deviez alors redémarrer votre ordinateur pour choisir entre les deux OS, ce qui signifiait que vous ne pouviez pas les faire tourner en même temps.

Cependant, depuis 2016, il est possible d’exécuter un environnement Linux sur Windows en utilisant Windows Subsystem for Linux (WSL). Bien que limité au début, il utilise maintenant un vrai Kernel Linux, et il peut même exécuter des applications GUI Linux dans les versions plus récentes.

Nous vous encourageons fortement donc à l’installer et à l’utiliser. Vous pouvez trouver toute la procédure d’installation sur le site officiel de Microsoft.

Lorsque WSL et le système Linux sont installés, vous aurez accès à un prompt commençant par #. Cela correspond à un prompt root (administrateur).

À ce stade, vous pouvez déjà utiliser votre système Linux en tapant des commandes. Cependant, vous pouvez vouloir une interface graphique, qui est plus conviviale qu’un terminal. Pour cela, vous pouvez suivre ce tutoriel.

11 — Utilisation avancée du terminal

Le terminal offre bien plus que l’exécution de commandes une à une : il permet aussi de rediriger leurs résultats et d’utiliser des variables.

11.1 — Rediriger la sortie d’une commande

Par défaut, le résultat d’une commande s’affiche dans la console. Vous pouvez le rediriger ailleurs :

• > – redirige la sortie vers un fichier, en écrasant son contenu existant :

  tree > fichier.txt

• >> – fait la même chose, mais en ajoutant à la fin du fichier existant plutôt qu’en l’écrasant :

  tree >> fichier.txt

• | (pipe) – redirige la sortie d’une commande vers l’entrée d’une autre, comme s’il y avait un tuyau entre les deux :

  tree | more

Testez ces trois redirections avec la commande tree (ou une autre commande qui affiche du texte dans la console, comme ls /usr/bin), puis affichez le contenu du fichier obtenu avec more fichier.txt (Windows) ou cat fichier.txt / less fichier.txt (Linux/MacOS). Pensez à supprimer ce fichier une fois l’exercice terminé.

11.2 — Les variables d’environnement

Le terminal est en réalité un petit langage de script, avec ses propres variables. Ces variables ont un impact supplémentaire : elles sont visibles par les commandes lancées depuis ce même terminal, on les appelle donc aussi variables d’environnement.

:: Lister les variables existantes
set

:: Afficher le répertoire utilisateur, le nom d'utilisateur, le PATH
echo %USERPROFILE%
echo %USERNAME%
echo %PATH%

:: Créer une variable
set A=10
echo %A%

# Lister les variables existantes
gci env:*

# Afficher le répertoire utilisateur, le nom d'utilisateur, le PATH
echo $env:USERPROFILE
echo $env:USERNAME
echo $env:PATH

# Créer une variable locale au shell
$A = 10
echo $A

# Lister les variables existantes
env

# Afficher le répertoire utilisateur, le nom d'utilisateur, le PATH
echo $HOME
echo $USER
echo $PATH

# Créer une variable locale au shell
A=10
echo $A

# Lister les variables existantes
env

# Afficher le répertoire utilisateur, le nom d'utilisateur, le PATH
echo $HOME
echo $USER
echo $PATH

# Créer une variable locale au shell
A=10
echo $A

Retournez dans le répertoire d’un environnement virtuel Python que vous avez créé lors de la session 2 (répertoire env1 par exemple), et affichez (sans l’exécuter) le contenu du script d’activation (bin/activate sous Linux/MacOS, Scripts\activate.bat ou Scripts\Activate.ps1 sous Windows). Vous y reconnaîtrez des déclarations de variables : c’est ainsi que ce script configure votre terminal pour utiliser l’interpréteur et les paquets de l’environnement virtuel.

Pour aller encore plus loin

Si vous souhaitez améliorer vos compétences en ligne de commande et impressionner vos camarades en ne touchant plus jamais à une souris, vous pouvez suivre les liens ci-dessous.

• Learning the Shell.

  Cours complet sur les commandes shell.

• Writing Shell Scripts.

  Apprenez à écrire des scripts Shell pour automatiser vos tâches.

• Installez et jouez à GameShell.

  Un petit jeu pour apprendre à utiliser le terminal Linux de manière interactive. C’est amusant ! Les utilisateurs Windows peuvent l’installer dans WSL.

• WebTerm.

  Un site web qui propose un terminal (très réaliste) avec des exercices progressifs.